Impact performance of 3D printed sandwich structures with speciallydesigned core geometry
Notice bibliographique
Résumé
Ever-increasing and higher demands in advanced engineering have drawn tremendous effort to design novel structures and materials that are lightweight, with specific multi-functional performance. Sandwich structures are a type of composite that has been available due to their great advantages including excellent energy absorption and lightweight features. The desired macroscale material properties of the sandwich structures are utilized for a variety of engineering applications including biomedical, aircraft, and vehicle components due to the lower density, higher stiffness-to-weight ratio, higher specific properties, and welldeveloped energy absorption properties. The sandwich panels contain a broad variety of structures including Triply Periodic Minimal Surfaces (TPMS) which are commonly observed in various natural systems. TPMS-based cellular structures have drawn increasing attention due to their mathematically controlled topologies and promising mechanical properties. In this study, numerical simulation and experimental impact testing for sandwich structures with various geometry core unit cells were conducted to assess the mechanical properties of the sandwich structures. Investigating the various core geometries leads to the three types of TPMS sheet structures and three novels closed cell foam with spherical pores which were compared with a typical honeycomb structure to get the appropriate geometry for the core section of 3D-printed lightweight sandwich panels with a high capacity of energy absorption and failure mechanism. In the manufacturing process, the sandwich structures were designed and fabricated of PLA filaments using the 3D printing technique. The uniaxial tensile test was first used to characterize the polymer. A numerical simulation was developed to assess the behaviors of the sandwich structures under impacting tests, predict the influence of the core geometries of sandwich panels and compare the results with the experimental data using ANSYS software. The experimental and numerical results illustrated that the topology and geometrical parameters have significant influences on the energy absorption and failure mechanisms of meta-sandwich structures. These findings pave the way for developing a new class of lattice structures through a combination of rational design and 3D printing.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».